6ª Aula - Termoquímica

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Diniz Silva
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TERMOQUÍMICA
FÍSICO-QUÍMICA I
Diniz Silva
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Nas reações químicas geralmente ocorre a variação da temperatura do sistema:
O calor de uma reação química é o “extraído” das vizinhanças numa transformação de reagentes a T e P, para manter os produtos formados a mesma T e P.
Ex:
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Pode-se dividir a reação em duas etapas:
Processo 1 - Reação química adiabática a pressão constante:
Para P = cte;
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Pode-se dividir a reação em duas etapas:
Processo 2 – Retorno do sistema a temperatura inicial também a pressão constante:
Para P = cte;
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ΔHreação = Hfinal – Hinicial
Onde:
Hfinal = ΣH dos produtos;
Hinicial = ΣH dos reagentes;
Ex:
Quatro 
incógnitas
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Reação onde temos na formação do composto ou produto, apenas um mol do mesmo, formado pelos reagentes, que são somente elementos químicos que compõe este composto, no seus estados de agregação mais estáveis. 
Ex:
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Entalpia molar de composto é igual a soma das entalpias dos elementos que o formam mais a entalpia de formação do próprio composto.
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Substituindo os valores de entalpia molar dos compostos na equação de entalpia da reação temos:
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Substituindo os valores de entalpia molar dos compostos na equação de entalpia da reação temos:
Observa-se que a entalpia de reação depende apenas dos calores de formação dos “compostos” na reação.
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A entalpia molar é função de T e P. Se escolhermos P = 1 atm para pressão padrão dos teremos a entalpia molar padrão :
	Como a variação de entalpia com a pressão é pequena, podemos usar para uma grande faixa de pressão o valor da entalpia molar padrão;
Avaliando a variação da entalpia para processo a pressão constante tem-se:
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A determinação dos calores de formação dos compostos depende da complexidade da reação química:
A reação deve ser rápida;
Não deve haver formação de “subprodutos”;
Os resultados da reação devem ser de fácil “interpretação”.
Para compostos que não possuem estas características, pode-se utilizar outros artifícios na determinação do seu calor de formação.
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Os compostos orgânicos que contem apenas H, O e C, sofrem a reação de combustão tendo como produtos somente CO2 e H2O.
Como o calor de formação destes compostos (CO2 e H2O) são extremamente conhecidos pode-se medir facilmente a entalpia de combustão para determinar a entalpia de formação de um composto.
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	Ex: reação de combustão do metano
	
	Rearrumando:
	Obs: também pode ser utilizada para compostos com N e S.
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Como a entalpia é uma propriedade de estado, o número de etapas para transformação reagentes em produtos não altera o valor da variação da entalpia total da reação química (transformação).	
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Calor de solução e a variação de entalpia associada a adição de um soluto em um determinado solvente a T e P constantes.
A mudança de estado pode ser representada pela equação a seguir:
	
Onde
X = 1 mol do soluto;
nSOL = numero de moles do solvente;
ΔHs = Calor liberado ou absorvido na diluição;
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Calor de solução depende diretamente da quantidade de solvente. Esse calor se aproxima de um valor limite dado pela equação:
O calor de diluição depende da concentração original da solução e da quantidade de solvente adicionado. Pela lei de Hess temos:
	
		
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Para medição de processos a volume constante, a variação de calor será igual a energia interna:
Neste caso e conveniente estabelecer uma relação entre entalpia e energia interna do sistema: 
	
		
Gases ideais
Transformação de processos 
a V cte para P cte.
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	O calor de reação pode ser estimado para qualquer temperatura a partir do calor de reação padrão:
Derivando em relação a T: 
	
		
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	Integrando temos:
Deve-se observar para qual intervalo de temperatura o Cp é constante e se durante este intervalo não haverá mudança no estado de agregação das substâncias.
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	Entalpia de ligação é a entalpia relacionada a quebra da ligação de um mol de uma dada molécula:
A energia de ligação (ΔU) é a energia que deve ser fornecida para quebra da molécula, e pode ser obtida indiretamente através da entalpia:
Gases ideais
Δn = variação de moles
Entre produtos e reagentes
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